Получите преимущества в отоплении и за 5 лет окупите все расходы

Основная часть энергии (тепла), выделяемой тепловым насосом, поступает из внешней среды. Остальное – это электричество из сети.
Элемент среды, из которой мы черпаем тепло, называется более низким источником на жаргоне. Может быть:

• Грунт - горизонтальные коллекторы, вертикальные скважины, системы с прямым испарением (испаритель в виде медных труб, проложенных непосредственно в грунте);
• Грунтовые или поверхностные воды - приемно-сбросная скважина или горизонтальный коллектор, расположенный на дне пруда;
• Наружный воздух - В
• последние годы все большую популярность приобретает техника "воздух-вода".

Прямое испарение - В системе прямого испарения рабочая среда течет непосредственно по медным трубам, проложенным в грунте. В системе прямого испарения рабочая среда течет непосредственно по медным трубам, проложенным в грунте. Благодаря этому повышается эффективность системы (COP).

При геотермальном нагревании используется тепло из верхних слоев земли специалисты, называют его поверхностной геотермальной энергией или от солнечного тепла, которое накапливается в земле.
В большинстве случаев коллекторы или датчики переносят энергию к тепловому насосу.

От энергоэффективности здания зависит много ли тепла для отопления надо. И в такой ситуации инвестирование больших сумм денег, например, в дорогостоящие скважины, может оказаться экономически нецелесообразным.
Поэтому в последние годы все большую популярность приобретает техника "воздух-вода".
Хотя они работают чуть менее экономично, чем подземные/водные и водяные/водяные насосы, в домах с низким энергопотреблением, это не приводит к заметному увеличению счетов.

Их преимуществом, однако, является простота установки, так как им не нужно выполнять установку на нижней стороне источника.

Специально для новостроек интересная альтернатива, так как монтаж может быть сделан на этапе строительства.
Площадь для укладки наземных коллекторов должна быть примерно вдвое больше, чем поверхность здания для обогрева.
Для генерации тепла с геотермальными зондами требуется одна или несколько скважин длиной до 100 метров. В зависимости от почвы надо учитывать различные требования для бурения.
Глубокая тепловая или геотермальная энергия течет через геотермальные зонды к поверхности Земли.
Для передачи энергии в тепловой насос используется так называемый контур рассола.
Через систему трубопроводов вода циркулирует в смеси с антифризом (рассолом).
По пути через подземные трубы рассол поглощает тепловую энергию и нагревается.
Попав в тепловой насос, рассол высвобождает энергию и снижает температуру.
В тепловом насосе хладагент поглощает тепло транспортируемого рассола и испаряет его.
Нижестоящий насос увеличивает давление, как компрессор, и сжимает пары хладагента. Когда газы нагреваются под давлением, температура повышается. Преобразованное геотермальное тепло собирается в буфере и отводится по мере необходимости в систему отопления.

КПД (коэффициент полезного действия), иногда называемый коэффициентом полезного действия, определяет эффективность насоса. Это отношение количества энергии (тепла), высвобождаемой в отопительную систему, и количества электроэнергии, отбираемой из сети. Чем выше эффективность, тем лучше. КПД 5 означает, что насос на каждые 1 кВт потребляемой из сети энергии дает 5 кВт тепла.

В настоящее время, хотя насосы, как и котлы, холодильники и т.д., имеют энергетическую маркировку, определяющую их класс (например, А++), метод их определения настолько сложен, что не содержит никакой конкретной, полезной информации. На практике значения COP, определенные для различных температур на стороне нижних и верхних источников, говорят нам гораздо больше об устройстве. Последнее резервирование очень важно, потому что, например, насос с использованием внешнего воздуха будет иметь гораздо более низкий КПД при температуре -15°C, чем при температуре +7°C. Значительное снижение КПД будет также отмечено при нагревании воды в отопительном контуре не до 35°C, а до 45°C. В случае бойлера это не будет значительным изменением.

Поэтому, если вы хотите сравнить насосы, не забудьте проверить, рассчитан ли COP для тех же температур, что и верхний и нижний источники. К счастью, энергоэффективные дома могут эффективно отапливаться на основе так называемых низкотемпературных систем, т.е. с низкой температурой воды в циркуляции. Проще говоря, при низких потерях тепла через перегородки и вентиляцию, нам не нужна большая мощность радиаторов или поверхностного отопления.



Знание COP в различных температурных условиях имеет ключевое значение при проектировании системы отопления. В конце концов, в течение одного сезона наружные воздушные насосы работают в очень разных условиях. Другие более низкие источники имеют относительно постоянную температуру.

С другой стороны, в отопительной системе внутри здания желательно поддерживать как можно более низкую температуру воды в циркуляции. По этой причине, наиболее популярные панельные радиаторы не являются хорошим выбором для тепловых насосов. По этой причине чаще всего выбирают поверхностное отопление (напольное отопление) или специальные радиаторы, адаптированные к низким температурам потока.

Но самым идеальным решением для теплового насоса является теплый пол.

COP выражает эффективность теплового насоса. Это отношение количества энергии, передаваемой в здание, к потребленной из сети энергии.

Насос может быть единственным источником тепла в доме или работать с другим источником, например, газовым котлом.
Такие системы с двумя источниками тепла называются гибридными.

Это решение особенно популярно в случае воздушных насосов, эффективность которых значительно снижается при низких температурах. Гибридная система может выглядеть по-разному, и мотивация для этого может быть разной.
В прошлом эффективность большинства воздушных насосов резко снижалась при низких температурах, или они вообще не могли работать, например, ниже -15°С. Некоторые детали оборудования все еще применимы. В такой ситуации гибридность - это просто необходимость.

Самым простым вариантом является насос, оснащенный электрическими нагревателями. При необходимости они берут на себя отопление. Вопреки внешнему виду, такая система может работать очень экономично, так как нагреватели работают нечасто.

Вторым источником тепла также может быть котел, например, для сжиженного газа. Чаще всего это отдельный прибор, но производители также предлагают гибриды - центральные отопительные агрегаты с котлом и тепловым насосом. Автоматизация гарантирует, что это устройство, которое дает тепло дешевле в данных условиях, является именно тем, что оно есть. Второй источник тепла также может рассматриваться как защита в случае отказа одного из них. В нашем климате стоит иметь что-то подобное.

До сих пор у нас есть альтернативная работа - либо та или иная. Но источники тепла также могут работать одновременно, так что их тепловая энергия суммируется. Подставкой для насоса могут быть, например, электрический воздухонагреватель в системе механической вентиляции, камин с DGP, дополнительные электрические нагреватели, где требуется более высокая температура, например, в ванных комнатах.

Важно то, что и мощность насоса, и мощность второго источника тепла могут быть значительно ниже, чем потери тепла в здании. При определенной внешней температуре (например, -7°C) работает только насос, после чего компрессор включается. Такая система может быть рекомендована, например, когда покупка насоса с большей мощностью потребует дополнительных высоких затрат, например, бурения дополнительных скважин.

Два источника тепла также могут дополнять друг друга в силу своих специфических характеристик. Хорошим дополнением к напольному покрытию с естественной медленной реакцией будет вентиляционный воздухонагреватель, от которого вы сразу почувствуете тепло.
Поэтому стоит рассмотреть возможность создания гибридной системы, даже если в этом нет абсолютной необходимости.

Энергоэффективные дома могут иметь очень незначительную потребность в тепле. Однако довольно часто оказывается, что для обеспечения комфорта им необходимо охлаждение (кондиционирование воздуха) летом. Особенно если они имеют очень большое остекление на солнечных фасадах и достаточно легкую конструкцию, которая не способна поглощать избыточное тепловыделение вне отопительного сезона. Типичная стоимость кондиционирования воздуха является значительной, как с точки зрения инвестиций, так и с точки зрения эксплуатации. Именно здесь может пригодиться тепловой насос как часть нашей системы отопления. После этого дом можно охладить двумя способами.

Пассивным является то, что источником охлаждения в системе является сам грунт или, возможно, подземные воды. Его температура даже при самой высокой температуре составляет около 10°C. Точнее говоря, тепло изнутри дома, где у нас, например, 25°C, уходит в землю, то есть 10-15°C.

Почему мы называем такое охлаждение пассивным?
Потому что для этого не требуется эксплуатация компрессора в тепловом насосе. Включаются только циркуляционные насосы верхнего и нижнего источника. И все потому, что тепло течет естественным путем - от более теплого тела (дома) к более холодному (грунта). Все, что вам нужно - это теплообменник между верхним и нижним контурами источника. Потребление энергии в этом режиме работы небольшое, незначительное по сравнению с работой типичных кондиционеров воздуха.

Если вы планируете использовать такое охлаждение, давайте проверим, предлагает ли насос пассивное охлаждение в качестве стандарта, вам необходимо приобрести дополнительный модуль к нему, или производитель вообще не предполагает эту функцию.

Земля может быть не только источником тепла, но и источником холода для здания.

Земля может быть не только источником тепла, но и источником холода для здания. Активный - это эквивалент кондиционера. Компрессор работает здесь, и энергопотребление намного выше. Так работают воздушные насосы, просто меняя контур на обратный. Экономия по сравнению с обычной системой кондиционирования воздуха заключается в том, что мы не дублируем оборудование. Нагревательный насос нужен в любом случае, так что давайте просто заплатим за него.

Охлаждение с помощью теплового насоса требует особенно тщательной разработки на верхней стороне источника. Если конструкция показывает, что функция охлаждения будет использоваться часто, следует подумать о системе воздух/воздух с внутренними продувочными устройствами, аналогичной тем, которые используются в кондиционерах воздуха. Они отлично подходят для охлаждения, и в доме с очень низкими потерями тепла, динамический воздухонагреватель также справится с этой задачей.

Нагреватели с вентиляторными змеевиками, т.е. нагреватели с бесшумными вентиляторами, вызывающими интенсивное движение воздуха, также являются хорошим решением. Таким образом, происходит быстрый теплообмен, как в режиме отопления, так и в режиме охлаждения. Эту функцию можно выполнять, например, с помощью канализационного нагревателя. Расположенный чуть ниже большой стеклянной террасы, он лучше защитит остальную часть комнаты от перегрева.

Среди типов поверхностного отопления потолочный вариант лучше всего подходит для охлаждения. Отсутствует прямой контакт с прохладной поверхностью, и холодный воздух автоматически падает на пол, аккуратно смешиваясь с нагретым.

Преимущество геотермального тепла теплового насоса заключается в том, что можно сделать себя независимыми от коммунальных услуг и использовать сэкономленные средства для выполнения необходимой изоляции как можно скорее.

В каждом доме нам нужна горячая вода или горячая вода. Кроме этого, существенно снизить ее потребление сложно. Тем не менее, мы можем сократить количество потребляемой энергии и затраты. Это особенно важно для владельцев домашних бассейнов. К счастью, нагреть воду можно даже в несколько раз дешевле, чем обычными методами.
В большинстве домов бытовая вода отапливается котлом. Тот самый котел, который обеспечивает отопление здания. Это простое, но не обязательно лучшее решение с точки зрения энергопотребления и эксплуатационных расходов. Неоднократно, особенно если у нас есть твердотопливный котел, это также экологически неблагоприятное и просто неудобное решение. Особенно летом, когда мы греем котел только для того, чтобы нагреть несколько десятков литров воды в резервуаре.
К счастью, мы можем применить решения, которые позволят снизить энергопотребление и повысить комфорт. Все описанные здесь решения не требуют сложных монтажных работ.

Чаще всего предполагается, что один человек использует около 50 литров горячей воды в день. Однако, как обычно бывает в случае усреднения, расхождения могут быть очень большими, и жесткое следование стандарту вводит нас в заблуждение. Если мы любим, принимать ванну в большой ванной, то не впишемся в средний показатель. Одна такая ванна тратит воду для трех человек!

Поучительно сравнить водопотребление при использовании различных санузлов:
• 120-150 литров ванны;
• 50 литров душа;
• 3-5 л мытья рук.

Но здесь опять же важно предупредить, что душ спроектирован таким образом, чтобы быть экономичным. Если вода летит непрерывно в течение 10-15 минут, мы будем использовать то же количество воды, что и для купания.
Прежде всего, давайте рассмотрим, какие привычки есть в нашей семье, и сколько воды необходимо для наполнения ванны - самого большого ресивера горячей воды.

Количество энергии (тепла), необходимой для приготовления горячей воды, зависит только от количества людей, проживающих в доме и их привычек. В строгом смысле, потому что мы действительно заинтересованы не в потреблении энергии, а в той энергии, за которую должны платить.

Отличным примером являются тепловые насосы.
Предположив, что жильцов составляет 3 человека, на каждые 3 кВтч энергии, поглощаемой водой, мы платим только за 1 кВтч электроэнергии. Остальное (2 кВтч) поступает из окружающей среды.

Здесь можно сэкономить.
В конце концов, при одинаковом потреблении воды и одинаковой температуре, затраты на подготовку воды могут резко варьироваться.

Сколько энергии уходит на подготовку горячей воды?
Отправной точкой является нормативное потребление 50 литров на человека в день, поэтому для семьи из 4 человек у нас есть 200 литров. Даже если мы потребляем намного больше воды, мы можем легко рассчитать ее позже, потому что пропорции сохраняются. Например, 300 вместо 200 литров - это 50%-ное увеличение спроса на энергию.

Мы делаем следующие предположения:

• 50 л на человека в день;
• температура ГВС 45°C;
• температура питательной воды составляет 10°C;
• поэтому разница температур составляет 35 K;
• удельная теплота воды 4,2 кДж/(кг-К).

Литр воды имеет массу 1 кг, ежедневная подготовка воды на одного человека будет поглощаться:

• 50 л 35 К 4,2 кДж/(кг-К) = 7350 кДж
• Разделив его на 3600, мы получим значение в кВтч:
• 7350 кДж : 3600 = 2,04 кВтч

Для 4 человек это дает чуть более 8 кВтч в день.
Однако следует помнить, что на практике все еще существуют потери в результате охлаждения резервуара или циркуляции. Поэтому безопаснее предположить, что реальное потребление энергии составит 10 кВтч в сутки. Кроме того, это очень удобное число для быстрых расчетов. Таким образом, годовое потребление энергии составляет примерно 3600 кВтч. Примерно половина из них приходится на отопительный сезон, когда все равно работает наш основной источник тепла. Поэтому более жаркое полугодие вызывает больше беспокойства. Затем, особенно когда у нас есть твердотопливный котел, мы обычно ищем способ не использовать его только для горячей воды.

Это очень оправдано, потому что тогда использование такого котла становится, прежде всего, неудобным и, тем более, не менее, экологически безопасным и гораздо менее экономичным, чем зимой. Какой смысл эксплуатировать котел с питателем 24 часа в сутки, когда на самом деле достаточно часа, чтобы нагреть необходимое количество воды?

С другой стороны, когда мы используем дорогие энергоносители (электричество, сжиженный газ) - дело не в комфорте, а в экономии.

Поэтому поиск альтернативных способов приготовления горячей воды очень оправдан.

Тепловой насос может также быть отдельным устройством, которое подключается к существующему резервуару для хранения воды.

Тепловые насосы также могут использоваться для нагрева воды в бассейне. Однако следует особо подчеркнуть, что бассейновые насосы являются специализированным оборудованием. Они не предназначены для приготовления горячей воды, используемой для мытья, не говоря уже о подаче воды для центрального отопления здания. Мы предостерегаем от этого, потому что на первый взгляд, неопытный покупатель может ошибаться. Тем более что мощность таких насосов может быть значительной.

Бассейновые насосы также являются воздушными/водяными насосами. Как и небольшие насосы для горячей воды, они, как правило, не могут работать при температуре ниже +5°C. Иногда это является следствием использования специфической рабочей среды насоса, но чаще всего - следствием отсутствия системы оттаивания испарителя от ледникового конденсата. Проще говоря, по определению, такие насосы должны работать, когда температура воздуха намного выше, она составляет около десятка градусов.

Что очень важно, такие насосы нагревают текущую воду, но очень специфическим образом. Они оснащены внутренним теплообменником, чаще всего изготовленным из нержавеющей стали, так что он не чувствителен к коррозии и загрязнению. Вода, всасываемая из бассейна, нагревается на несколько градусов, а затем возвращается в него. Таким образом, мы предполагаем длительную работу и высокий расход, но небольшую разницу в температуре между входящей и выходящей водой насоса. Это позволяет поддерживать высокий КПД насоса.

Преимуществом данного типа насосов является простота установки, чаще всего они устанавливаются на открытом воздухе рядом с бассейном, с которым мы должны их соединить. Кроме того, все, что вам нужно - это электропитание. Важно то, что только температура воздуха, солнечная погода или облачная, влияет на работу насоса полностью. Кроме того, насос может успешно работать в ночное время суток. Последнее особенно привлекательно для тех, кто использует второй тариф на электроэнергию.

Бассейновый тепловой насос
Установка насоса для бассейна очень проста. Просто подключите его к бассейну и включите питание. Это не только низкая стоимость владения, но и важный аргумент.
Эти особенности делают тепловые насосы достойными внимания в конкуренции с солнечными коллекторами, в том числе и в том, что касается нагрева воды в бассейне. Хотя следует четко заявить, что с точки зрения эксплуатационных расходов и приобретения тепла, при благоприятных условиях (интенсивный солнечный свет) солнечные коллекторы просто не превзойти.
Тепловые насосы также используются для обогрева бассейнов, также как и для обогрева домов. Однако это относится к бассейнам под крышей, внутри здания и имеет смысл, если вы используете их круглый год. Это могут быть насосы типа "воздух-вода" и "земля-вода".
Затем трубы системы отопления опускаются в дно и стены желоба бассейна, как и наиболее распространенное напольное отопление.

Открытый бассейн
Мощность нагревателей бассейна должна выбираться специалистом. Важно не только пропускная способность резервуара, но и его инсоляция, а также то, используем ли мы щит.

Экономия тепла
Проблема экономии энергии для нагрева горячей воды также может быть решена под совершенно иным углом зрения. Вместо того, чтобы искать более дешевые способы получения энергии, старайтесь не терять ее вместе со сточными водами? Таким же образом работают кондиционеры воздуха с рекуператорами. В них, перед выбросом отработанного воздуха из здания, он отдает свое тепло свежему, проветриваемому.

Восстановление
Восстановление теплообменника с помощью внутреннего змеевика.
Такое решение называется восстановлением. На самом деле это теплообменник сточных вод/воды. Он состоит из внешней трубы большого диаметра со сточными водами и катушки из нержавеющей стали внутри. Вода из водопроводной воды течет через теплообменник. Очевидно, что результатом этого является предварительный нагрев воды, протекающей через катушку. Затем эта вода нагревается - либо в резервуаре, либо в проточном баке - и служит наиболее распространенным баллоном ГВС. Идея сенсационна по своей простоте. Нет движущихся частей, которые могли бы сломаться, клапанов или насосов, требующих питания. Естественно, есть некоторые ограничения.

Серые сточные воды, т.е. сточные воды, поступающие из умывальника или душа, а не из туалетов. Кроме того, необходимо забирать горячую воду после ее рекуперации. Поэтому при принятии душа мы будем использовать тепло дренированной воды (одновременный забор воды и электропитание). Тем не менее, тепло из воды в ванне будет потеряно (сливая ее, мы не будем забирать воду одновременно). Таким образом, хотя КПД самого теплообменника составляет 75%, в масштабе всего дома фактическое восстановление составит около 50%. В то же время, цена устройства низкая.